化工原理第四版答案

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化工原理第四版王志魁刘丽英刘伟编课后答案(化学工业出版社)讲义

化工原理第四版王志魁刘丽英刘伟编课后答案(化学工业出版社)讲义

绪 论【0-1】 1m 3水中溶解0.05kmol CO 2,试求溶液中CO 2的摩尔分数,水的密度为100kg/m 3。

解 水33kg/m kmol/m 1000100018=CO 2的摩尔分数 (4005)89910100000518-==⨯+x 【0-2】在压力为101325Pa 、温度为25℃条件下,甲醇在空气中达到饱和状态。

试求:(1)甲醇的饱和蒸气压A p ;(2)空气中甲醇的组成,以摩尔分数A y 、质量分数ωA 、浓度A c 、质量浓度ρA 表示。

解 (1)甲醇的饱和蒸气压A p.lg ..1574997197362523886=-+Ap.169=ApkPa(2) 空气中甲醇的组成 摩尔分数 (169)0167101325==A y质量分数 ...(.)01673201810167321016729ω⨯==⨯+-⨯A浓度 3..kmol/m .A A p c RT -===⨯⨯316968210 8314298质量浓度 ../A A A c M kg m ρ-=⨯⨯=3368210320218 =【0-3】1000kg 的电解液中含NaOH 质量分数10%、NaCl 的质量分数10%、2H O 的质量分数80%,用真空蒸发器浓缩,食盐结晶分离后的浓缩液中含NaOH 50%、NaCl 2%、2H O 48%,均为质量分数。

试求:(1)水分蒸发量;(2)分离的食盐量;(3)食盐分离后的浓缩液量。

在全过程中,溶液中的NaOH 量保持一定。

解 电解液1000kg 浓缩液中NaOH 1000×0.l=100kg NaOH ω=0.5(质量分数) NaOH 1000×0.l=100kg NaCl ω=0.02(质量分数) 2H O 1000×0.8=800kg 2H O ω=0.48(质量分数)在全过程中,溶液中NaOH 量保持一定,为100kg浓缩液量为/.10005200=kg 200kg 浓缩液中,水的含量为200×0.48=96kg ,故水的蒸发量为800-96=704kg 浓缩液中 NaCl 的含量为200×0.02=4kg ,故分离的 NaCl 量为100-4=96kg第一章 流体流动流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ,容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa 。

化工原理第四版陈敏恒答案

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第一章习题静压强及其应用1. 用图示的U形压差计测量管道A点的压强,U形压差计与管道的连接导管中充满水。

指示剂为汞,读数R=120mm,当地大气压p a=760mmHg,试求:(1) A点的绝对压强,Pa;(2) A点的表压,mH2O。

2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采用图示的装置。

测量时通入压缩空气,控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。

今测得U形压差计读数为R=130mm,通气管距贮槽底面h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为980kg/m3。

试求贮槽内液体的储存量为多少吨?3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880kg/m3。

液面距槽底9m,槽底侧面有一直径为500mm的人孔,其中心距槽底600mm,人孔覆以孔盖,试求:(1) 人孔盖共受多少液柱静压力,以kg(f)表示;(2) 槽底面所受的压强是多少Pa?4. 附图为一油水分离器。

油与水的混合物连续进入该器,利用密度不同使油和水分层。

油由上部溢出,水由底部经一倒U形管连续排出。

该管顶部用一管道与分离器上方相通,使两处压强相等。

已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s=500mm,油的密度为780kg/m3,水的密度为1000kg/m3。

今欲使油水分界面维持在观察镜中心处,问倒U形出口管顶部距分界面的垂直距离H应为多少?因液体在器内及管内的流动缓慢,本题可作静力学处理。

5. 用一复式U形压差计测定水管A、B两点的压差。

指示液为汞,其间充满水。

今测得h1 =1.20m,h2=0.3m,h3 =1.30m,h4 =0.25m,试以N/m2为单位表示A、B两点的压差Δp。

6. 附图为一气柜,其内径9m,钟罩及其附件共重10吨,忽略其浸在水中部分所受之浮力,进入气柜的气速很低,动能及阻力可忽略。

求钟罩上浮时,气柜内气体的压强和钟罩内外水位差Δh (即“水封高”)为多少?7. 附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器,蒸汽被水冷凝后,凝液与水沿大气腿流至地沟排出,现已知器内真空度为82kPa,当地大气压为100kPa,问其绝对压为多少Pa?并估计大气腿内的水柱高度H为多少米?8. 如图所示,在A 、B 两容器的上、下各接一压差计,两压差计的指示液相同,其密度均为ρi 。

化工原理第四版陈敏恒答案

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综合型计算4-13.拟用一板框压滤机在恒压下过滤某悬浮液,已知过滤常数K =7.5×10-5m 2/s 。

现要求每一操作周期得到10m 3滤液,过滤时间为0.5h 。

悬浮液含固量φ=0.015(m 3固体/m 3悬浮液),滤饼空隙率ε=0.5,过滤介质阻力可忽略不计。

试求:(1)需要多大的过滤面积?(2)现有一板框压滤机,框的尺寸为0.65m×0.65m×0.02m ,若要求仍为每过滤周期得到滤液量10m 3,分别按过滤时间和滤饼体积计算需要多少框?(3)安装所需板框数量后,过滤时间为0.5h 的实际获得滤液量为多少? 解:(1)τK q =235/3.0180010.7m m 675=⨯⨯=-2m 7.20.36710q V A 2=== (2)按过滤面积需要框 个330.65227.2a 2A n 22=⨯== 3饼m 0.3090.0150.510.01510φε1V φV =--⨯=--= 按滤饼体积需要框 个饼370.650.020.309ba V n 22=⨯==取37个(3) 安装37个框 A=37×2×0.652=31.3m 2τK q =235/3.0180010.7m m 675=⨯⨯=-不变V=qA=0.367×31.1=11.4 m 3传热综合型计算6-31. 质量流量为7200kg/h 的某一常压气体在250根Ф25×2.5mm 的钢管内流动,由25℃加热到85℃,气体走管程,采用198kPa 的饱和蒸汽于壳程加热气体。

若蒸汽冷凝给热系数1α= 1×104 W/(m 2.K),管内壁的污垢热阻为0.0004W K m /2⋅,忽略管壁、管外热阻及热损失。

已知气体在平均温度下的物性数据为:c p =1kJ/(kg ·K),λ= 2.85×10-2W/(m.K),μ=1.98×10-2mPa s ⋅。

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第二章 流体输送机械【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验,水的体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。

若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ,吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵的扬程。

解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压) 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==,流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液,其他性质可视为与水相同。

若管路状况不变,泵前后两个开口容器的液面间的高度不变,试说明:(1)泵的压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵的轴功率有无变化。

解 (1)液体密度增大,离心泵的压头(扬程)不变。

(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。

(3)液体密度ρ增大,则轴功率V q gHP ρη=将增大。

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。

试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少?解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱, 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱 转速 /min 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽,高位槽中的气相表压为98.1kPa ,两槽液位相差4m 且维持恒定。

(整理)化工原理 第四版课后答案全

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场景五:深夜赏白梅 分)4(。结合文章内容,说说为什么作者认为“白梅无价”16. 答: 分)7(字)150(不超过段的相关内容为例,作简要赏析。3本文的描写和议论都饱含感情,请以第17. (一)记叙文阅读 答案示例:15. 场景二:家中哭苦老 场景一:灵堂哭苦老 场景四:白梅赠爱徒 场景三:挥笔画梅花 答案示例:16.因为“白梅”这幅画是许老痛悼师兄的宣泄情感之作,是他与师兄之间深厚情谊的见证;是许老集人生和艺术的体验,创作出的独一无二的、具有极 。高艺术价值的珍品。所以,作者认为“白梅无价” 答案示例一:17.“挥舞”的动作描写,写出了许老作画时恣意挥洒的样子;用“可他却无法从情感中自拔”“横扫”第③段描写了许老在“我”家作画的过程,用“捉”的议论,表达了许老作完画仍沉浸在悲痛之中的状态令“我”既感动又担忧的复杂感情。这些描写和议论都饱含感情,表现了两位画家之间的深厚友情,感 人至深。 答案示例二:”的动作和语言描写,表现了许老想通过作画来悼念师兄的急切心情;本文寓丰富的情感与描写和议论中。第③段用“刚躺下,又爬起来,大叫‘拿宣纸来’用“他哪里是在作画,简直是要划破阴阳之界”的议论,点出许老作画时笔笔着力、悲痛万分的状态带给“我”的震撼。 福建福州: 二、阅读 分)(20题。16-20(三)阅读下文,完成 点燃一个冬天 睿 游山村的冬天就是来得早,寒气在十月刚过就开着队伍铺天盖地地卷过来。村里的人似乎都有些怕了,早上八点还没有多少人起床。只有几根玉米杆子被 寒气冻得瑟瑟地颤抖。孙老师和自己的女人却早早地起床了。 ”“一连倒了这么多天,天上的水也该倒得差不多了。”女人没好气地骂着,“瘟天,又是下雨。 ”“生火吧,我已经听到孩子们的脚步声了。孙老师笑了笑。大块大块的谋早就堆在了操场的角落。孙老师说: ”女人又咧咧地骂。走路的时候一步比一步用力,只差把地踏出一个坑。女人用了几块木炭放在了煤的中央,然后嗤地划了根“瘟天!女人望天,叹气。 ”女人说。“瘟天,还下雨,我们这冬天就无法过了。火柴。孙老师知道,女人说的是煤。这点煤是女人用背篓一块一块背回来的,女人背煤背得很辛苦。女人想用这些煤度过这个冬天。孙老师不说话,他听见了 孩子们的脚路着水的声音。这声音渐行渐近。孙老师就想起他们沾满黄泥的裤腿,露出脚趾的胶鞋,贴着脸皮的头发和准备钻进嘴里的鼻涕??孙老师说:“但愿这是最后一个雨天。 ”】学生们就如一群鱼儿一样游A【这时孩子们来了。整整齐齐的叫了一声老师好。孙老师喂喂的应着,说放下书包,快来烤烤,烤干身上我们马上上课。 么了。孙老师笑着招呼,都来烤烤,别冻着在那堆火旁边,一边伸出湿漉漉的裤腿和鞋,一边在雾气里说着谁早上没等谁,谁昨天放学后看见了孙老师做什 了。 女人在一边默默地看着。半晌,女人说,我有事先走了,你们慢慢烤。女人挎着背篓慢慢地被雾帘遮住。远处渐渐的有了狗叫或者一两声鸟儿的私语。 ”孩子们点头。“天黑得早,早点回。住远一点的,要走两个多小时呢。下午放学了,雾还没怎么散。孙老师和孩子们挥手,不断说着再见。孙老师说: 看孩子们走远,女人放下背篓。背篓里是满满的一背姜干柴。 “哟,原来你是在弄柴,有了柴我们不就没事了吗?” “你早早地就把学生放回家了,人家还不是在路上贪玩?”女人给了孙老师一个白眼。女人说: ”孙老师说。“谁说的?他们可都是听话的孩子,放学就回家了呀。 ”女人“你不相信?我今天上山遇到了一个家长,他说你们怎么老留学生的课呀。可我们放学很早的。你想想,学生们是不是没听话?枉你还那么热心。 愤愤地说。女人说完,就看见孙老师已经出了学校的门,脚步把寒气撞得哗啦哗啦响。 傍晚的时候,女人做好了饭菜。孙老师才回来。回来的时候抱了一大捆干柴。 “看到啥了?”女人问。 ”放学是得早点回家。“看见了。他们在路上的一个草坪里玩。我批评了他们几句,孙老师放下柴火,说: ”女人摇摇头,想说什么,但没说出来。“你看你。唉。女人说: “听见没有,下雪了。这天晚上,寒风又把村庄哗哗破破摇了一个晚上。女人和孙老师在床上翻来翻去。女人说: ”“听见了,下就下吸。”孙老师说: “可我们没有煤了,准备着冻死?” ”“我们不是有干柴吗?怕什么呢。 “那点干柴能维持多久?” ”“能维持多久就多久。睡觉,睡觉,明天还有课。孙老师翻了翻身: “你??”女人已经听见孙老师的呼噜声了。 】大地上到处插满了白旗,空气里仅有的一点暖气算是彻底投降了。寒气四掠,厚厚的积雪很刺眼。孙老师和女人还蒙在被子里,就B【第二天一大早, 听见了有人踩着积雪扑哧扑哧的声音。接着有人走进学校。 孙老师一个骨碌爬起来,难道是学生们来了?这么早? 女人跟着起了床。女人看见孙老师打开门,站在那里不动了。 “咋了,咋了?”女人赶紧跑过去。 门口,齐刷刷地站着孙老师的学生们。他们手中都提着一袋木炭,正一个接一个地把木炭往孙老师的门口放。门口已经堆了好大一堆木炭。 “老师。 ”“这些都是我们自己在放学后烧的,这种木炭特别耐烧。”孙老师还没来得及说话,已经有人说话了。 原来?? ”“老师,够你们烧了吗?不够我们继续烧,我们能烧。这时学生们又说: 孙老师的眼里已经有了泪水,他回头看了看女人。女人的脸红扑扑的。 ”“够了够了。都可以.汽燃一个冬天了。女人眼里也闪着东西,她嘴里冒着热气,一个劲儿地说: (选自《微型小说百年经典?中国卷》 ) 分)(4.请按时间顺序将小说的主要内容补充完整。 16 _______________________________________________ 早上: 下午放学后:孙老师夫妇以为学生贪玩,放学不及时回家。 _______________________________________________ 晚上: 第二天清早:学生送来自己烧的木炭,孙老师夫妇深受感动。 而较少考虑自家生活的人;___________________________________.从全文看,孙老师是一个 17 分)(3的好女人。_____________、_____________他的妻子嘴上爱抱怨,实际上却是一个心地善良、 分)(3】处划线句环境描写有何作用?请简要回答。B中【.文 18 A.请对【19 分)(4】处划线句作简要点评。 分)(6.请写出本文题目“点燃一个冬天”的两层含义。20 表层含义: 深层含义: ) 三(答案二、阅读孙老师夫妇为学生生火,.16) 分,概括合理均可2分,每处(4孙老师的女人担忧没有足够的燃料过冬,孙老师却不在意。 学生烤火取暖。每空分,)(3答出两点即可)(支持丈夫或:(理解丈夫 勤劳顾家 .对学生关怀备至17) 言之有理均可分,l 页2第

化工原理答案第四版 王

化工原理答案第四版  王

第二章 流体输送机械离心泵特性【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验,水的体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。

若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ,吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵的扬程。

解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压) 压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==, 流速 /./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981 ....m =++=0353890078393水柱 【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。

试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少?解 (1)已知/,/V q m h H m kg mρ===331820 1000水柱, 有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /m i n 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱 转速 /m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 第三章 沉降与过滤沉 降【3-1】 密度为1030kg/m 3、直径为400m μ的球形颗粒在150℃的热空气中降落,求其沉降速度。

化工原理第四版课后思考题答案

化工原理第四版课后思考题答案

1、何谓绝对压力、表压和真空度?表压和绝对压力、大气压力之间有什么关系?真空度与绝对压力、大气压力有什么关系?"<1>由空气质量产生的压力称为大气压力,简称大气压。

<2>以绝对真空为基准度量得到得到的压力,称为绝对压力。

<3>以大气压为基准度量得到的压力,称为相对压力。

通常用压力表测得液压系统中的压力数值是相对压力,所以又将相对压力称为表压力。

<4>当液体中某点的绝对压力低于大气压时,绝对压力比大气压力小的那部分压力数值,称为该处的真空度。

<5>大气压力、绝对压力、相对压力和真空度之间的关系是绝对压力=大气压力+相对压力;相以压力=绝对压力-大气压力;真空度=大气压力-绝对压力。

<6>在液压系统中所提到的压力,一般均指相对压力(表压力)。

第二章流体输送机械2-2 离心泵在启动前,为什么泵壳内要灌满液体?启动后,液体在泵内是怎样提高压力的?泵入口的压力处于什么状体?答:离心泵在启动前未充满液体,则泵壳内存在空气。

由于空气的密度很小,所产生的离心力也很小。

此时,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内。

虽启动离心泵,但不能输送液体(气缚);启动后泵轴带动叶轮旋转,叶片之间的液体随叶轮一起旋转,在离心力的作用下,液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口位置处被甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,液体流到蜗形通道后,由于截面逐渐扩大,大部分动能转变为静压能。

泵入口处于一定的真空状态(或负压)2-3 离心泵的主要特性参数有哪些?其定义与单位是什么?1、流量qv: 单位时间内泵所输送到液体体积,m3/s, m3/min, m3/h.。

2、扬程H:单位重量液体流经泵所获得的能量,J/N,m3、功率与效率:轴功率P:泵轴所需的功率。

或电动机传给泵轴的功率。

有效功率Pe:效率:2-6 在测定离心泵的扬程与流量的关系时,当离心泵出口管路上的阀门开度增大后,泵出口压力及进口处的液体压力将如何变化?答:泵出口压力变小,进口处真空度增加2-10 何谓离心泵的气蚀现象?如何防止发生气蚀?答:1、当叶片入口附近的最低压力等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时,液体将在此处汽化或者是溶解在液体中的气体析出并形成气泡。

化工原理(第四版)(王志魁)习题详解

化工原理(第四版)(王志魁)习题详解

化工原理(第四版)(王志魁)习题详解第一章流体流动流体的压力【1-1】容器A中的气体表压为60kPa,容器B中的气体真空度为1.2104Pa。

试分别求出A、B二容器中气体的绝对压力为若干帕,该处环境的大气压力等于标准大气压力。

解标准大气压力为101.325kPa容器A的绝对压力pA101.325+60161.325kPa容器B的绝对压力pB101.3251289.325kPa【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa和157kPa,当地大气压力为101.3kPa。

试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。

解进口绝对压力p进101.31289.3kPa出口绝对压力p出101.3157258.3kPa进、出口的压力差p157(12)15712169kPa或p258.389.3169kPa流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为0.4,试求该混合液在20℃下的密度。

解正庚烷的摩尔质量为100kg/kmol,正辛烷的摩尔质量为114kg/kmol。

将摩尔分数换算为质量分数正庚烷的质量分数10.41000.3690.41000.6114正辛烷的质量分数210.3690.631从附录四查得20℃下正庚烷的密度1684kg/m3,正辛烷的密度为2703kg/m3混合液的密度m10.3690.631684703696kg/m3流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示,有一端封闭的管子,装入若干水后,倒插入常温水槽中,管中水柱较水槽液面高出2m,当地大气压力为101.2kPa。

试求:(1)管子上端空间的绝对压力;(2)管子上端空间的表压;(3)管子上端空间的真空度;(4)若将水换成四氯化碳,管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米?解管中水柱高出槽液面2m,h=2m水柱。

(1)管子上端空间的绝对压力p绝在水平面11'处的压力平衡,有p绝gh大气压力p绝10120010009.81281580Pa(绝对压力)(2)管子上端空间的表压p表p表p绝-大气压力=8158010120019620Pa习题1-6附图(3)管子上端空间的真空度p真p真=-p表=-1962019620Pa(4)槽内为四氯化碳,管中液柱高度h'h'水hccl4常温下四氯化碳的密度,从附录四查得为ccl1594kg/m3 4h'100021.25m1594【1-8】如习题1-8附图所示,容器内贮有密度为1250kg/m3的液体,液面高度为3.2m。

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第二章 流体输送机械【2-1】某离心泵用15℃的水进行性能实验,水的体积流量为540m 3/h ,泵出口压力表读数为350kPa ,泵入口真空表读数为30kPa 。

若压力表与真空表测压截面间的垂直距离为350mm ,吸入管与压出管内径分别为350mm 及310 mm ,试求泵的扬程。

解 水在15℃时./39957kg m ρ=,流量/V q m h =3540 压力表350M p kPa =,真空表30V p kPa =-(表压)压力表与真空表测压点垂直距离00.35h m = 管径..12035031d m d m ==,流速 / ./(.)1221540360015603544V q u m s d ππ===⨯. ../.221212035156199031d u u m s d ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭扬程 222102M V p p u u Ηh ρg g--=++ ()(.)(.)....⨯--⨯-=++⨯⨯332235010301019915603599579812981....m =++=0353890078393 水柱【2-2】原来用于输送水的离心泵现改为输送密度为1400kg/m 3的水溶液,其他性质可视为与水相同。

若管路状况不变,泵前后两个开口容器的液面间的高度不变,试说明:(1)泵的压头(扬程)有无变化;(2)若在泵出口装一压力表,其读数有无变化;(3)泵的轴功率有无变化。

解 (1)液体密度增大,离心泵的压头(扬程)不变。

(见教材) (2)液体密度增大,则出口压力表读数将增大。

(3)液体密度ρ增大,则轴功率V q gHP ρη=将增大。

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min 时,水的流量为18m 3/h ,扬程为20m(H 2O)。

试求:(1)泵的有效功率,水的密度为1000kg/m 3; (2)若将泵的转速调节到1250r/min 时,泵的流量与扬程将变为多少?解 (1)已知/,/V q m h H m kg m ρ===331820 1000水柱,有效功率 .e V P q gH W ρ==⨯⨯⨯=181000981209813600(2) 转速 /min 11450n r =时流量3118V q m h =/,扬程1220m H O H =柱转速/m i n 21250n r = 流量 ./322111250181551450V V n q q m h n ==⨯= 扬程 .2222121125020149m H O 1450n H H n ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭柱 【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽,高位槽中的气相表压为98.1kPa ,两槽液位相差4m 且维持恒定。

已知输送管路为φ45mm×2.5mm ,在泵出口阀门全开的情况下,整个输送系统的总长为20m (包括所有局部阻力的当量长度),设流动进入阻力平方区,摩擦系数为0.02。

在输送范围内该离心泵的特性方程为5228610V H q =-⨯(V q 的单位为m 3/s ,H 的单位为m )。

水的密度可取为1000kg/m 3。

试求:(1)离心泵的工作点;(2)若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下,而改为输送密度为1200 kg/m 3的碱液,则离心泵的工作点有何变化?解 (1)管路特性方程 20V H H kq =+其中 30398.1104109.81=14Δp H Δz g ρ⨯=+=+⨯ 5252588200.023.23103.149.810.04e l Σl k g d λπ+==⨯⨯=⨯⨯故管路特性方程 5214 3.2310V H q =+⨯ 离心泵特性方程 5228610V H q =-⨯ 两式联立 52522861014 3.2310V V q q -⨯=+⨯ 得工作点下的流量与压头333.8910/V q m s -=⨯,18.92H m =(2)当改送密度为1200 kg/m 3的碱液时,泵特性方程不变,此时管路特性方程3'0'98.110412.312009.81Δp H Δz gρ⨯=+=+=⨯ 流动进入阻力平方区,且阀门开度不变,则k 不变。

因此管路特性方程变为5212.3 3.2310V H q =+⨯将该方程与泵特性方程联立52522861012.3 3.2310V V q q -⨯=+⨯得新工作点下流量及压头'334.1210/V q m s -=⨯,'17.78H m =【2-5】在一化工生产车间,要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽,如习题2-5附图所示。

已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ,管内径为75mm ,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)为400m 。

流体流动处于阻力平方区,摩擦系数为0.03。

流体流经换热器的局部阻力系数为32ξ=。

离心泵在转速/m i n n r =2900时的V H q -特性曲线数据见下表。

/31V q m s -⋅ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 /H m2625.524.5232118.515.5128.5试求:(1)管路特性方程;(2)工作点的流量与扬程;(3)若采用改变转速的方法,使第(2)问求得的工作点流量调节到.333510m s -⨯/,应将转速调节到多少?(参看例2-3)。

解 已知.,,.,007540000332e d m l l m λξ=+=== (1) 管路特性方程 20V H H kq =+0210010pH Z mH O gρ∆=∆+=+= 2548e l l k g d d ξλπ⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭∑∑ ...(.)(.)52548400320035021098100750075π⎡⎤=⨯⨯+=⨯⎢⎥⨯⎣⎦.521050210V H q =+⨯(2) 工作点的流量与扬程管路特性曲线的V q 与H 计算值如下/31V q m s -⋅ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008/H m 10 10.5 12 14.5 18 22.6 28 34.6 42.1工作点流量./300045VA q m s =,扬程.A H m H O =2198(3) 将工作点流量从./300045VA q m s =调节到./300035VC q m s =,泵的转速应由/min 2900r 调节到多少?将./300035VC q m s =代入管路特性方程,求得.(.).C H m H O =+⨯⨯=522105021000035161习题2-5a 附图等效率方程 2V H K q =系数 ..(.)6221611311000035C V C H K q ===⨯ 得等效率方程 .6213110V H q =⨯等效率方程的计算值如下31V q m s -⋅/ 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.0045 /H m 0 1.31 5.24 11.8 21 26.5从2900/min n r =的泵特性曲线与等效率曲线的交点D ,得到./,VD D q m s H m H O ==32000421流量为./300035VC q m s =时的转速为./min .VC C DVD q n n r q ==⨯=00035290025380004.%D C D n n n --⨯=⨯=290025381001001252900转速变化小于20%,效率基本不变。

【2-8】用型号为--IS6550125的离心泵,将敞口水槽中的水送出,吸入管路的压头损失为4m ,当地环境大气的绝对压力为98kPa 。

试求:(1)水温20℃时泵的安装高度,(2)水温80℃时泵的安装高度。

解 已知环境大气压力098p kPa =(绝压) 吸入管()24f H m H O ∑=,查得泵的汽蚀余量Δh=2m习题2-5b 附图(1) 20℃的水,饱和蒸气压.2338V p kPa =,密度./39982kg m ρ= 最大允许安装高度为(.) (3)0允许98233810=241629982981V f g p p H h H m g ρ--⨯-∆-=--=⨯∑输送20℃水时,泵的安装高度 1.62g H m ≤(2) 80℃的水,饱和蒸气压.4738V p kPa =,密度./39718kg m ρ= 最大允许安装高度为(.) (3)0允许98473810=240699718981V f g p p H h H m g ρ--⨯-∆-=--=-⨯∑输送80℃水时,泵的安装高度.069g H m ≤-【2-9】 用离心泵将密闭容器中的有机液体送出,容器内液面上方的绝压为85kPa 。

在操作温度下液体的密度为850kg/m 3,饱和蒸汽压为72.12kPa 。

吸入管路的压头损失为1.5m ,所选泵的允许汽蚀余量为3.0m 。

现拟将泵安装在液面以下2.5m 处,问该泵能否正常操作?解 泵的最大允许安装高度(.) (3)0允许85721210=3015296850981V f g p p H h H m g ρ--⨯-∆-=--=-⨯∑而实际安装高度H g 实 2.5m g H ->允=,说明此泵安装不当,泵不能正常操作,会发生汽蚀现象。

为保证泵的正常操作,泵应至少安装在液面下方3.5m 或更低。

【2-10】 用离心泵输送80℃热水,今提出如下两种方案(见习题2-10附图)。

若两方案的管路长度(包括局部阻力的当量长度)相同,离心泵的汽蚀余量2h m ∆=。

试问这两种流程方案是否能完成输送任务?为什么?环境大气压力为.10133kPa 。

解 水在80℃时饱和蒸气压.4738V p kPa =,密度./39718kg m ρ=,汽蚀余量2h m ∆=,大气压力.010133p kPa = 最大允许安装高度为习题2-10附图(..) (3)0允许10133473810=23669718981V f f f g p p H h H H H g ρ--⨯-∆-=--=-⨯∑∑∑第(2)方案的安装高度7g H m =,大于g H 允许,不能完成输送任务。

第(1)方案的安装高度1g H m =-若.f H -≤-∑1366.则.466f H m ∑≤水柱时可以用。

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